什么是PCBA混裝度？

      背景說(shuō)明在IPC- SM- 782中有兩個(gè)重要概念“Producibility Levels”（可生產(chǎn)性水平）和“ Component Mounting Complexity Levels”（元器件安裝復雜性水平），它們有所區別但又 都分為三級且對應。這兩個(gè)概念都是用來(lái)描述PCBA組裝的復雜性，三級水平的劃分依據是組裝所采用的技術(shù)——通孔插裝技術(shù)、表面組裝技術(shù)和混合安裝技術(shù)。

這兩個(gè)概念與現實(shí)不完全相符。一方面，插裝元器件的使用越來(lái)越少；另一方面，普通 間距與精細間距封裝同面組裝所帶來(lái)的難度與復雜度，已經(jīng)遠遠超過(guò)插裝技術(shù)與表面組裝 技術(shù)混合應用所帶來(lái)的難度與復雜性。也就是說(shuō)，今天電子制造的復雜性主要來(lái)自?xún)煞矫娴奶魬穑阂皇窃骷庋b尺寸越來(lái)越??；二是普通間距與精細間距封裝在 PCB 同一 安裝 面上的混合使用。這也是今天PCBA制造性設計面臨的最大挑戰，PCBA的可制造性設計 的核心任務(wù)就是要通過(guò)封裝選型與元器件布局等設計手段解決普通間距與精細間距封裝 同一安裝面上的混用難題。

混裝度

混裝度，這是本書(shū)提出的一個(gè)重要概念，指PCBA安裝面上各類(lèi)封裝組裝工藝的差異程度， 具體講就是各類(lèi)封裝組裝時(shí)所用工藝方法與鋼網(wǎng)厚度的差異程度，見(jiàn)圖 1- 7。組裝工藝要求的差異程度越大，混裝度越大，反之，亦然?；煅b度越大，工藝越復雜，成本越高。

PCBA的混裝度概念的意義

反映了組裝工藝的復雜性。我們平常講到的PCBA“好不好焊接”，實(shí)際上包含兩層意思，一層意思是說(shuō)PCBA加工上有沒(méi)有工藝窗口很窄的元件，如精細間距元件；另一層意思是說(shuō)PCBA安裝面上各類(lèi)封裝組裝工藝的差異程度。

PCBA的混裝度越高，對每類(lèi)封裝的組裝工藝優(yōu)化就越難，工藝性就越差。舉一個(gè)例子，如 手機PCBA，見(jiàn)圖1- 8，盡管手機板上所用的元器件都是精細間距或小尺寸元件，如 01005、 0201、0. 4mmCSP、PoP，每個(gè)封裝的組裝難度都很大，但是，它們的工藝要求屬于同一個(gè) 復雜級別，工藝的混裝度并不高，每個(gè)封裝的工藝都可以得到最優(yōu)化的設計，最終的組裝良率會(huì )非常高。而通信PCBA，見(jiàn)圖，盡管所用元器件尺寸都比較大，但工藝的混裝度比較高，組裝時(shí)需要使用階梯鋼網(wǎng)。受限于元件布局間隙與鋼網(wǎng)制作難度，很難滿(mǎn)足每個(gè)封裝的個(gè)性需求，最終的工藝方案往往是一個(gè)照顧各類(lèi)封裝工藝要求的折中方案，而不是最優(yōu) 的方案，組裝的良率不會(huì )很高。這就是提出混裝度這個(gè)概念的意義所在。

同一裝配面上安裝工藝要求相近的封裝， 是封裝選型的基本要求。在硬件設計階段，確立 合適的封裝，是可制造性設計的第一步。

3. 混裝度的度量與分類(lèi)PCBA的混裝度，用PCB同一裝配面上所用元器件理想鋼網(wǎng)厚度的 最大差值來(lái)表示，見(jiàn)圖 差值越大，表示混裝度越大，工藝性越差。

根據生產(chǎn)經(jīng)驗可以把PCBA的混裝度分為四級，

鋼網(wǎng)厚度值越大，工藝的優(yōu)化難度越大。工藝難度大，并不是說(shuō)階梯鋼網(wǎng)制作難度大，而是階梯鋼網(wǎng)厚度越大，焊膏的印刷質(zhì)量越難保證。理想情況下，階梯鋼網(wǎng)的階梯厚度不宜超過(guò)0. 05mm（2mil）。

1. 元器件引腳間距與鋼網(wǎng)最大厚度的關(guān)系鋼網(wǎng)厚度的設計主要從兩方面考慮，即元器件 引腳間距與封裝的共面性。元器件引腳間距與鋼網(wǎng)開(kāi)窗的面積有一定的對應關(guān)系，基本上 決定了可使用的最大厚度值，封裝的共面性決定了可使用的最小厚度值。由于鋼網(wǎng)厚度不是根據單一的元器件引腳間距設計的，因此，不能簡(jiǎn)單地按間距大小判定混裝度，但可以作為一個(gè)基本參考來(lái)進(jìn)行元器件的封裝選型。圖為引腳間距對應的鋼網(wǎng)厚度值。

5. 混合度概念的意義

這個(gè)概念對元器件封裝的選型、元件的布局有重要指導意義。我們希望在同一裝配面上封裝的工藝差異性越小越好。